Question

某无色透明酸性溶液中可能含有K^＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ba^2＋、NH₄⁺、Cl^－、SO₄^2-、NO₃^－中的若干种离子。某同学取50 mL的溶液进行如下实验：

回答下列问题：

(1)原溶液中肯定存在的离子是____________ ，肯定不存在的离子是______________ 。

(2)原溶液中可能存在的离子是______________ 。

(3)原溶液中Cl^-的浓度为______________ 。

(4)原溶液中c(K⁺)范围：_______________ （若不存在，说明理由）

Answer

NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-、K+ Fe2+、Fe3+、Ba2+ NO3- 4mol/L c(K+)≥2mol/L

【解析】

无色溶液说明溶液中不含有有色离子Fe2＋、Fe3＋；由实验流程可知，向50 mL溶液加入足量氢氧化钠溶液，生成5.8g白色沉淀和2.24L气体，说明溶液中含有0.1mol Mg2+和0.1mol NH4+；向反应后的溶液中加入足量的硝酸钡溶液，生成23.3g白色沉淀，加入足量硝酸，沉淀没有溶解，说明溶液中含有0.1molSO42-，不含有Ba2+；再向反应后的溶液中加入足量硝酸银溶液，生成28.7g氯化银白色沉淀，说明溶液中含有0.2mol Cl-；由于实验中没有涉及NO3-的检验，溶液中可能存在NO3-；由溶液中阳离子为0.1mol Mg2+和0.1mol NH4+可知，阳离子电荷数为0.1mol×2+0.1mol=0.3mol，阴离子为0.1molSO42-、0.2mol Cl-和可能含有NO3-可知，阴离子电荷数≥0.1mol×2+0.2mol=0.4mol，由电荷守恒可知，溶液中一定存在K+。

（1）由以上分析可知原溶液中肯定存在的离子是NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-、K+，肯定不存在的离子是Fe2+、Fe3+、Ba2+，故答案为：NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-、K+；Fe2+、Fe3+、Ba2+；

（2）由于实验中没有涉及NO3-的检验，溶液中可能存在NO3-，故答案为：NO3-；

（3）由分析可知溶液中含有0.2mol Cl-，则50 mL溶液中Cl-的浓度为=4mol/L，故答案为：4mol/L；

（4）由电荷守恒可知，溶液中存在如下关系2n（Mg2+）+ n（NH4+）+ n（K+）≥2n（SO42-）+ n（Cl-），n（K+）≥0.4mol—0.3mol=0.1mol，则c(K+)≥=1mol/L，故答案为：1mol/L。